L293D Motor Driver (L298N은 Page 하단에)

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#스태퍼드라이버#StepperMotorDriver#DCMotorDriver

http://instructables.tistory.com/64

 [L293D 최대전압]

 [L298]

L298N과열

Bing

[l298n 과열] :: 모터에서 소모하고 남은 전류가 역으로 모터드라이버에 흘러들어가 정체되면 이런 현상이 발생합니다. (rectifier를 써야합니다.) (댓글 주세요)

L293D Motor Driver Datasheet

l293.pdf

Vcc1은 논리연산을 위한 5V전압

Vcc2는 Motor파워를 위한 4.5V~36V

(5V모터를 돌릴때는 합쳐도 된다.)

(5V보다 큰 모터를 돌릴때는 반드시 구분지어서 연결시킬것)

1.Features

.Wide Supply-Voltage Range

.Separate Input-Logic Supply

.Internal ESD Protection (정전기 방지)

.High-Noise-Immunity Inputs

.Output Current 1A per Channel (600mA for L293D)

.Peak Output Current 2A per Channel (1.2A for L293D)

.Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)

2.Applications (응용분야)

.Stepper Motor Drivers

.DC Motor Drivers

.Latching Relay Drivers

3.Description

The L293 and L293D devices are quadruple high current half-H drivers.

The L293 is designed to provide bidirectional drive currents of up to 1A at voltages from 4.5V to 36V.

The L293D is designed to provide bidirectional dirive currents of up to 600mA at voltages from 4.5V to 36V.

Both devices are designed to drive inductive loads such as relays, solenoids, DC and bipolar stepper motors,

as well as other high-current /high-voltage loads in positive-supply applications.

Each output is complete totem-pole drive circuit,

with a Darlington transistor sink and a pseudo-Darlington source.

Drivers are enabled in pairs, with drivers 1 and 2 enabled by 1,2EN and drivers 3 and 4 enabled by 3,4EN.

The L293 and L293D are characterized for operation from 0℃ to 70℃

.

.

.

6.1 Absolute Maximum Ratings

칩전체에 공급전압은 36V를 허용한다.

입력전압 최대 7V 까지

L293D의 경우 600mA까지 허용된다. (Motor를 동작시키기전에 부하전류를 반드시 체크할것)

L293B의 경우 1A 까지 허용된다. (=L293B can handle 1 amp)

L298N의 경우 2A 까지 허용된다. (=It can handle 2 amps per motor)

Calculating Motor Driver Power Dissipation (▶LINK)

Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device.

These are stress ratings only, which do not imply functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under Recommended Operating Conditions. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability.  

All voltage values are with respect to the network ground terminal.

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▼H브릿지 원리

http://www.ermicro.com/blog/?p=423

▲기본 브릿지 회로 + NPN만 사용한 브릿지 회로

Controlling your DC motor direction

we only can turn the DC motor in one direction if we want to change the direction than we also have to change the DC motor voltage polarity. 

The other way to work around this condition is to use the relay to switch the DC motor’s voltage polarity, but using this method means the DC motor will always ON and we can not control the DC motor speed using digital signal or known as the PWM (Pulse Width Modulation).

The best and popular way to solve this issue is to use the H-bridge circuit:

When we apply current (I_B1) to the TR1 and TR2 transistors, I_B2=0 to the TR3 and TR4 transistors, then TR1 and TR4 transistors will be turned ON, TR2 and TR3 will be turned OFF; this will cause the current to start flow through TR1 transistor, passing the DC motor and going into the TR4 transistor (blue color). 

왼쪽위 IB1에 전류를 적용하고, 오른쪽위 IB2에 전류를 적용하면 (TR의 Base에 전원인가)

then TR1과 TR4가 will be Turned ON 된다.

and TR2와 TR3이 will be Turned OFF된다.

When we apply current (I_B2) to the TR3 and TR4 transistors, 

I_B1=0 to the TR1 and TR2 transistors, 

then the TR3 and TR2 transistors will be ON while TR1 and TR4 transistors will be turned OFF; this will cause the current to flow through TR3, passing the DC motor in reverse polarity and going into the TR2 transistor (red color).

By not applying current to both I_B1 and I_B2 all the transistors will be turned OFF.

Again by applying the Ohm’s law 

we could easily calculate the RB1 and RB2 on this following circuit 

옴의 법칙을 적용해서 저항값 RB1, RB2를 계산한다.

(Updated! Thanks for the nice discussion and correction from the All About Circuits Forum discussion here, 

in order for this circuit to work you have to put a resistor on each of the TIP 120 Darlington transistors base terminal):

★hFE : 전류이득 (링크) or Amplification factor of a Transistor.

IC= hFEIB=βIB

1mA가 fed되면 into the Base of a TR에

그리고 it has a hFE of 100,

collector current will be 100mA.

이득이 100이면, Collector에 1mA 공급시, Collector Current가 100mA를 끌어당긴다.

(★전류이득이 너무크면 과열될 수도 있다.)

hFE의 범위는 대체로 10~500 이다.

The above H-Bridge circuit use 5 Volt supply and DC motor with 5 Volt and 1 A maximum operating current rating; assuming the TIP120 Darlington transistor h_FE is 1000, the RB1 and RB2 resistors could be calculated as follow:

▼계산공식

I_B = I_C / h_FE = 1 A / 1000 = 0.001 A, for each of the transistor base current
RB1a,b = (V_PORT – V_BE) / I_B = (4.2 – 1.4) / 0.001 = 2800 Ohm, use 2K2 Ohm resistor

Diode 개당 감소전압 -0.7V * 2개거쳐감 = -1.4V

RB2a,b = (V_PORT – V_BE) / I_B = (4.2 – 1.4) / 0.001 = 2800 Ohm, use 2K2 Ohm resistor
P = (V_PORT – V_BE) x I_B = (4.2 – 1.4) x 0.001 = 0.0028 watt, use 0.25 Watt resistor for RB1 and RB2

1/4W 2K2저항을 사용하면 된다.

To test the TIP 120 Darlington transistors H-Bridge circuit above 

I used this following circuit using Atmel AVR ATTiny13 microcontroller as shown on this following picture:

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http://letsmakerobots.com/node/32208

▲바이폴라 스테핑 모터 예시

회전방향 바꾸고자할때

청흑적녹 (CW)

흑청녹적 (CCW)

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http://www.talkingelectronics.com/projects/BasicElectronics-1A/BasicElectronics-1A_Page2.html

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Arduino 적용

모터 토크 재는방법 (▶LINK)

위 방법을 통해 모터의 소모전류를 체크한다.

위 DataSheet에서 알 수 있듯이 순간 Peak Output 전류는 2A까지 허용하고, 

Continuous Output전류는 600mA까지 허용한다고 명시되있다.

★여기서 중요한건 Continuous Output Current이다

(Peak Current는 정방향↔역방향으로 방향전환시 일시적으로 발생한다.)

모터 소모전류가 600mA를 넘어간다면 다른 Motor로 교체하거나 다른 Motor Driver로 교체해주면 된다.

이렇게 맞춰줬다면

회로도를 설계한다.

Sound Sensor에서 Arduino로 연결된 Signal선을 통해 소리값을 감지한다.

Arduino에서는 그 기준값을 설정해주고 그 값을 넘어가면 출력을 내보내도록 코딩한다.

그 출력과 연결된 L293D의 핀번호는 2,7번 핀에 해당한다.

(2번출력이 발생할때는 CW, 7번출력이 발생할때는 CCW가 된다.)

L293D MotorDriver하나로 두개의 모터를 제어할 수 있다.

여기선 하나만 사용하도록 그렸다.

그러므로 EN1에만 5V전원공급을 했다.

Vcc1(Logic)은 논리전압에 해당한다. 여기 5V를 인가해야만 Arduino→L293D 연결이 가능하다.

Vcc2(Outter Voltage)는 외부전압에 해당한다.

이걸 인가해줘야 L293D→Motor로 전류가 흘러가서 모터가 동작하게된다.

Vcc2에는 최대 36V까지 인가해줄수 있고, Motor에 역시 32V를 적용시킬 수 있다.

★파란색 선은 옵션인데, 사용할 Motor가 5V용이라면 Arduino에 쓰이는 5V를 끌어와도 된다.

하지만 이때는 반드시 Rectifier를 사용해야한다.

그 이유는 모터에서 소모하고 남은 전류가 파란색선을 타고 역으로 흘러가서 Arduino에 정체되기 때문이다.

점점 뜨거워지다가 망가지는 불상사를 방지하기 위해서 이 부품이 반드시 필요하다.

Rectifer를 사용하기 싫다면 완전히 독립된 전류원을 사용해야한다.

모멘텀휠에 적용했을때 회로도

▼구매 (인제대 학생들을 위한 자료)

https://electronicshobbyists.com/controlling-dc-motors-arduino-arduino-l298n-tutorial/

사용법 ::

양쪽에 모터를 연결한다. (극성은 상관없지만 돌아가는 방향을 보고 결정한다.)

	Input1	Input2	Input3	Input4
정방향	High	Low	High	Low	정방향
역방향	Low	High	Low	High	역방향
Break	High	High	High	High	Break

Input1 + Input2 = MotorA를 담당한다. (둘다 High일때 둘다 Low일때는 Break가 된다.)

Input3 + Input4 = MotorB를 담당한다.

그림상에서...

Power Pins가 두개 있는데 왼쪽은 5V~35V까지 허용되며 Motor를 동작시키기 위한 전압니다.

오른쪽의 5V는 Logic Voltage(=논리전압)으로 IC를 활성화시키기위한 전압니다. 

(EnableA & B에 함께 인가 되는 전압이다.)

Non Repetive (t=100us) : 전원을 인가하고 100us시간동안은 3A 출력발생 (Load에 어떤게 연결될지에 따라서 3A에서 감쇠곡선을 그릴 전망이다.) (Load가 작으면 완만한 곡선을 그릴 수도 있다.)

Repetive (80% on -20% off; ton = 10ms) == (-20%손실되고 남은 80%효율; ton은 막켜고나서 생긴 딜레이, 즉 10ms동안 -20%손샐이 생긴다는 뜻) == (이 과정을 반복할땐 2.5A 출력까지 감당된다는 뜻이다.)

DC Operation :: 2A (★DC모터의 소모전류가 2A인 경우까지 견딘다는 뜻이다.)